Calcite/Aragonite

[_Mayou_]

Bonjour,

Je suis en train de rédiger un mémoire sur les répercussions de l'acidification des océans sur les organismes marins, et étant une biologiste, il y a quelques questions que je me pose quant à la chimie !!

Voilà, une partie du mémoire porte sur la calcification des coraux. Beaucoup de rapports de recherche mentionnent le ratio Mg/Ca qui lorsqu'il est élevé favorise la formation d'aragonite, et lorsqu'il est bas favorise la formation de calcite.

Je voulais donc savoir comment l'augmentation de CO2 entraîne une acidification qui entraînerai la modification de ce ratio.

J'ai du mal avec les équations, qui de plus sont différentes selon les sources... donc si quelqu'un pouvait m'aider, je lui en serais très reconaissante !
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[HarleyApril]

la dissolution de CO₂ conduit à CO₂,H₂O qu'on peut écrire H₂CO₃
c'est l'acide carbonique
c'est un polyacide faible qui est donc partiellement dissocié
les deux équilibres (puisque diacide) sont les suivants :
H₂CO₃ <=> H⁺ + HCO₃^-
HCO₃^- <=> H⁺ + CO₃^2-

j'espère que l'acidification du milieu par dissolution d'un acide ne te pose pas de souci

[_Mayou_]

Ok, donc plus il y a de CO2 dissout dans l'eau, plus il y a de CO3 2- (dsl je ne sait pas comment l'écrire ici, d'ailleurs comment s'appelle cet ion ?) et donc plus le taux de calcium augmente ?

Je crois avoir compris le truc

[HarleyApril]

oups, j'ai pas dit ça
plus il y a de CO2 dissout, plus l'eau sera acide
l'ion majoritaire serait plutôt l'hydrogénocarbonate
le dianion est le carbonate et sera majoritaire en pH alcalin (= basique)

[A voir en vidéo sur Futura]

[_Mayou_]

Bon je comprend pas alors. D'où vient la formation de CaCO3 ? De l'ion carbonate, non ?

Donc, en fait, plus l'eau est acide, plus il y a d'ions hydrogénocarbonate et donc moins de carbonate. La formation de CaCO3 est donc plus difficile.

Il y a donc moins de Ca en milieu acide, et donc le taux Mg/Ca est élevé, on a production d'aragonite....or on devrai avoir du calcite...

Je suis nulle en chimie :'(

[invite8c1d2a7a]

Acidification: CO2 + H2O = CO32- + 2H+

Ensuite:

-si rapport élevé, alors Mg2+ majoritaire donc:
Mg2+ + CO32- = MgCO3

-si rapport faible, alors Ca2+ majoritaire donc:
Ca2+ + CO32- = CaCO3

[_Mayou_]

Ah merci bien déjà c'est plus clair sur un point !!

Mais sinon, qu'est ce qui fait que le rapport est élevé ? Comment les taux de Mg ou de Ca varient ils ? enfin plutôt celui de Ca.

J'ai l'impression de louper un épisode. Je ne comprend pas pourquoi ça me paraît si compliqué !!

[invite8c1d2a7a]

La salinité des océans c'est en effet trés compliqué et j'y connaît pas grand chose.
J'ai un lien qui pourrait peut-être t'aider à comprendre certains trucs: http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/b...les.geoch.html

[_Mayou_]

Merci pour les réponses
J'ai mis du temps mais je pense avoir enfin compris ! Enfin j'ai compris pourquoi je ne comprenais pas lol

[_Mayou_]

J'ai une autre question à propos de l'aragonite :
Voilà, dans un rapport, on me parle de la saturation en pourcentage, et dans un autre sans unité, ou du moins aucune que je n'ai pu identifier !!


"The saturation of seawater with respect to calcium carbonate (calcite and aragonite) is defined as the ratio of the ion activity product to the stoichiometric solubility product" (Morse and Mackenzie, 1990)
Et donc de là on dit que si la saturation est de 100%, on est à l'équilibre, si elle est supérieure à 100% on est en solution super-saturée (==> calcification) et si elle est inférieure la solution est sous-saturée (==> dissolution).
Jusque là ça va.

Mais Kleypas et al définissent un taux de saturation de l'aragonite qui est compris entre 3 et 4.5, et qui définit les conditions optimales de calcification pour les coraux.


Comment sont corrélées ces 2 taux ? Je n'ai pas trouvé par quel moyen Kleypas était passé d'un pourcentage à un taux de saturation.

Si quelqu'un a une idée....

[invitec2c1f58c]

salut,
ca fait plusieurs fois que je lis ce topic et je me demandais si tu étais sûr que le terme aragonite correspond bien à ton sel à base de magnésium ??

parceque l'aragonite est un polymorphe haute T°, haute P) du CaCO3.
A moins que je me trompe totalement ce qui est aussi possible.

A+

[HarleyApril]

le Merck Index a la même interpretation que toi
à l'item calcium carbonate (c'est de l'anglais, sorry) on trouve "exists in nature as the minerals aragonite, calcite and vaterite" et plus loin "two crystal forms are of commercial importance: aragonite, orthorhombic, mp 825° (dec) d=2.83, formed at temps above 30°; calcite, hexagonal-rhombohedral, mp 1339° (102.5 atm) d 2.711, formed at temps below 30°."

Ceci étant, il n'est pas dit si la présence de magnésium induit la cristallisation préférentielle d'un polymorphe par rapport à un autre

[invitec2c1f58c]

effectivement il semble qu'il y ait des conditions pour faire cristalliser l'aragonite en milieu marin :

l’apparition d’aragonite flottant dans l’eau n’est possible que dans des conditions bien spécifiques que l’on rencontre par exemple dans l’océan au large des Bahamas. Il s’agit d’une réaction chimique consécutive à la remontée d’eaux froides et profondes dans des eaux plus chaudes de surface. Il en résulte (pour des raisons d’équilibre du cycle du carbone et d’acidification de l’eau) une précipitation de carbonate de calcium sous forme d’Aragonite. Il y en a tant, que ce phénomène est appelé " Les Eaux Blanches ".

ca n'indique cependant pas quelles rapport Mg/Ca il y a dans ce melange eau profonde et froide et eau de surface de la mer des Bahamas...
c'est donc possible de former de l'aragonite mais c'est bien CaCO3 ...

Concernant MgCO3 ou magnesite il y a des infos interessante ici

[_Mayou_]

En fait tout ça est par rapport à la calcification par les coraux !! Beaucoup d'animaux marins contrôlent la calcification (contrôle cellulaire) pour donner de l'aragonite.
C'est ce contrôle cellulaire qui permet de former de l'aragonite et non de la calcite.

[invitec2c1f58c]

ah ok je crois que je comprends un peu mieux grace à cette precision.

J'ai lu quelque part que l'aragonite avait tendance à capter des Mg ²⁺
ca pourrait expliquer qu'en cas de rapport Mg/Ca élevé il y a formation préférentielle d'aragonite de manière à diminuer la quantité de Mg, pour un "equilibre marin" et qu'en cas de Mg/Ca faible c'est la calcite qui se forme ?


et que l'on expliquera que si la quantité de CO₂
dissous dans l'eau augmente (acidité augmente) on fixe d'abord le Ca, car MgCO₃ se forme très difficilement (cf magnesite sur wikipedia). De cette manière on augmente le rapport Mg/Ca et qu'à partir d'un certain "seuil" on formera de l'aragonite pour diminuer la quantité de Mg 2+ et ainsi rétablir l'equilibre pour le rapport Mg/Ca.



ceci n'est qu'une hypothèse, je n'ai pas trouvé de source la validant... sujet très interessant !!

[_Mayou_]

Et réponse très interessante !
En fait je crois que je vais me contenter de beaucoup moins pour mon explication !! De plus comme tu l'as dis, je n'ai pas trouvé de réponse concrète dans un bouquin, un rapport ou quoi que ce soit, donc je vais m'en tenir à ce que je sais. (j'ai déjà mis assez de temps pour comprendre des bases de la chimie alors là... je ne vais pas plus m'embrouiller !!)

Sinon, personne n'a une idée pour un pourcentage qui passe à un chiffre sans unité ?